The restoration of degraded iron-rich fens

Datum: 20 september 2017

Locatie: Campus Middelheim, A.143 - Middelheimlaan 1 - 2020 Antwerpen (route: UAntwerpen, Campus Middelheim)

Tijdstip: 15 uur

Promovendus: Willem-Jan Emsens

Promotor: Ruurd Van Diggelen

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Willem-Jan Emsens - Faculteit Wetenschappen, Departement Biologie



Abstract

Laagvenen zijn ondiepe moerassen die onder rechtstreekse invloed staan van kwel en vaak actief koolstof accumuleren (als veen). Typisch voor ongestoord laagveen is een dominantie van zeldzame kleine zeggen (Carex spp.) en slaapmossen. Veel laagvenen hebben momenteel echter sterk te lijden onder degraderende invloeden zoals drainage, eutrofiëring en habitatfragmentatie.

We hebben onderzocht of gedegradeerde laagvenen hersteld kunnen worden, en welke biogeochemische factoren herstel verhinderen. Omdat veel van de door ons onderzochte venen gevoed worden door ijzerrijk grondwater lag de nadruk eveneens op het doorgronden van interacties tussen ijzerrijkdom van het veen met de abiotische en biotische omgeving.

Een hoge ijzerrijkdom in bodems wordt vaak gekoppeld aan fosforbinding, wat mogelijk een lage fosforbeschikbaarheid voor planten garandeert. Uit ons onderzoek bleek echter het tegenovergestelde: net omdat fosfor gebonden wordt aan ijzermineralen, is de totale fosforvoorraad in ijzerrijke venen vaak veel hoger dan deze in ijzerarme venen. Eveneens is gebleken dat deze grote fosforvoorraad beschikbaar is voor opname door planten. Vervolgens hebben we aangetoond dat het opnieuw vernatten van gedraineerde ijzerrijke venen correleerde met een zeer hoge mobilisatie van opgelost koolstof en ammonium in het porievocht. Deze resultaten wijzen op verdere afbraak van organisch materiaal in ijzerrijk veen na vernatting, wat mogelijk te wijten is aan de werking van het “ijzer-redox-wiel” waarbij anaerobe afbraak van organisch materiaal gekoppeld is aan ijzer(III)reductie.

Bovengenoemde ijzer-gestuurde processen resulteren in een hogere nutriëntenbeschikbaarheid, wat zich vertaalt in een productieve kruidlaag. Wanneer de biomassaproductie in een veen echter te hoog wordt dan verliezen vele zeldzame plantensoorten de concurrentiestrijd voor licht met snelgroeiende soorten. Dit proces ligt mogelijk aan de basis van het verdwijnen van bedreigde plantensoorten in, met name ijzerrijke, venen.

Verschuivingen in nutriëntenbeschikbaarheid beïnvloeden daarnaast het vermogen van venen om actief organisch materiaal te accumuleren. We hebben aangetoond dat eutrofiëring enerzijds de biomassaproductie van planten en daarmee ook de input van strooisel stimuleert, maar anderzijds ook de chemische kwaliteit van het strooisel (en daarmee de afbreekbaarheid) doet toenemen. Tenslotte hadden nutriëntengehaltes ook een rechtstreeks effect op afbraak, wellicht door terugkoppelingen met microbiële gemeenschappen. Uiteindelijk is het het netto effect van dergelijke interacties die bepalen of een laagveen nog actief koolstof accumuleert.

Tenslotte hebben we aangetoond dat het afgraven van een gedegradeerde toplaag van het veen vaak positieve effecten heeft. Nutriëntengehaltes werden doorgaans verlaagd, terwijl basenrijkdom en lichtbeschikbaarheid hoger werden. Dergelijke omstandigheden dragen bij aan het herstel van gemeenschappen van kleine zeggen en slaapmossen. 



Link: http://www.uantwerpen.be/wetenschappen